一种螺杆钻具制造技术

本发明专利技术公开了一种螺杆钻具，涉及石油钻井领域，包括依次连接的螺杆马达、万向轴、传动轴和用于驱动钻头的驱动头，还包括稳定器和远离所述驱动头的第一壳体部和靠近所述驱动头的第二壳体部，所述第一壳体部的轴线与所述第二壳体部的轴线成角度，所述稳定器设置在所述第一壳体部的外壁上，所述传动轴包括包括第一轴、第二轴和轴壳，所述轴壳套设于第一轴右端、第二轴左端和卡箍上，所述第一轴右端设有沿轴向延伸的第一轴段，第二轴左端设有沿轴向延伸的第二轴段，本发明专利技术中的螺杆钻具具有钟摆钻具的防斜和降斜功能且传动轴强度高，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种螺杆钻具
本专利技术涉及石油钻井领域，特别涉及一种螺杆钻具。
技术介绍
防斜打快是石油钻井行业的老课题。近年来，随着技术的革新，机械钻速越来越快，但对于普通直井、定向井的直井段的防斜打快，一直没有特别好的解决办法。使用常规钟摆钻具时，一旦在钻井中发生井斜，就必须进行吊打，严重影响机械钻速，而且在许多高陡地层吊打的降斜效果不明显，当井斜达到一定程度时就必须起钻。使用常规螺杆钻具时，由于其稳定器设置在靠近钻头的壳体上，滑动钻进时可以实现20-30°/100m的增斜率，造斜狗腿比较大，非但不能实现降斜，反而会增斜，不适合在直井施工中使用。而且在石油勘探领域的钻井作业中，螺杆钻具中的传动轴与钻头连接，传递着来自于马达的扭矩和速度，是非常重要的部件。然后，传动轴受到来自钻头的强烈冲击，应力集中于传动轴上，在钻采旋转时应力特别集中的部分容易断裂，造成部分传动轴掉入井中，增加了钻井勘探的危险性。因此，需要开发一种具有既能满足直井段的旋转钻进要求，又能满足滑动定向控制轨道要求且传动轴不易断裂、使用寿命长的钻具。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种螺杆钻具，用于解决上述问题。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种螺杆钻具，包括依次连接的螺杆马达、万向轴、传动轴和用于驱动钻头的驱动头，还包括稳定器和远离所述驱动头的第一壳体部和靠近所述驱动头的第二壳体部，所述第一壳体部和所述第二壳体部连接，并且所述第一壳体部的轴线与所述第二壳体部的轴线成角度，所述稳定器设置在所述第一壳体部的外壁上，螺杆马达和万向轴容纳在第一壳体部中，传动轴容纳在第二壳体部中，所述传动轴包括包括第一轴、第二轴和轴壳，第一轴的右端与第二轴的左端经一卡箍连接，所述轴壳套设于第一轴右端、第二轴左端和卡箍上，所述第一轴右端设有沿轴向延伸的第一轴段，第二轴左端设有沿轴向延伸的第二轴段，所述卡箍一端与第一轴段螺纹连接，另一端与第二轴段螺纹连接。优选地，所述稳定器设置在所述第一壳体部的远离所述第二壳体部的端部。优选地，所述稳定器至所述驱动头的距离为7m至8m。优选地，所述稳定器至所述第一壳体部与所述第二壳体部的连接处的距离为5.5m至6.5m。优选地，所述角度的大小为1°至3°。优选地，所述稳定器为螺旋稳定器。优选地，所述第一轴段沿端部后退10～20mm开设螺纹，以与卡箍螺纹连接。优选地，所述第二轴段沿端部后退10～20mm开设螺纹，以与卡箍螺纹连接。本专利技术的有益效果如下：1、在本专利技术的螺杆钻具中，由于第一壳体部的轴线和第二壳体部的轴线成角度，通过将稳定器设置在第一壳体部上，能够使整个螺杆钻具成为拥有上部支撑点的钟摆结构钻具，当该螺杆钻具在旋转钻进状态下时，具有钟摆钻具的防斜和降斜功能。2、本专利技术第一轴的右端与第二轴的左端经卡箍螺纹连接，将应力分散至三个部件上，避免了应力集中造成的传动轴断裂事故的发生，且第一轴段和第二轴段均为沿端部后退10～20mm再开设螺纹，与卡箍螺纹连接，因此传动轴强度更高。附图说明图1是根据本专利技术的一种实施方式的螺杆钻具的示意性平面图；图2是图1的剖视图；图3为本专利技术中传动轴的内部结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。参照图1至图3，一种螺杆钻具，包括依次连接的螺杆马达10、万向轴20、传动轴30和用于驱动钻头的驱动头40，还包括稳定器50和远离所述驱动头40的第一壳体部60和靠近所述驱动头40的第二壳体部70，所述第一壳体部60和所述第二壳体部70连接，并且所述第一壳体部60的轴线与所述第二壳体部70的轴线成角度，所述稳定器50设置在所述第一壳体部60的外壁上，螺杆马达10和万向轴20容纳在第一壳体部60中，传动轴30容纳在第二壳体部70中，所述传动轴30包括包括第一轴31、第二轴32和轴壳33，第一轴31的右端与第二轴32的左端经一卡箍34连接，所述轴壳33套设于第一轴31右端、第二轴32左端和卡箍34上，所述第一轴31右端设有沿轴向延伸的第一轴段35，第二轴32左端设有沿轴向延伸的第二轴段36，所述卡箍34一端与第一轴段35螺纹连接，另一端与第二轴段36螺纹连接。在本专利技术的螺杆钻具中，由于第一壳体部60的轴线和第二壳体部70的轴线成角度，通过将稳定器50设置在第一壳体部60上，能够使整个螺杆钻具成为拥有上部支撑点的钟摆结构钻具，当该螺杆钻具在旋转钻进状态下时，具有钟摆钻具的防斜和降斜功能；本专利技术中传动轴30第一轴31的右端与第二轴32的左端经卡箍34螺纹连接，将应力分散至三个部件上，避免了应力集中造成的传动轴30断裂事故的发生。稳定器50可以设置在第一壳体部60上的任意适当的位置，只要能够使钻头具有足够的钟摆力即可，优选地，所述稳定器50可以设置在所述第一壳体部60的远离所述第二壳体部70的端部，以使钻头获得较大的钟摆力。优选地，所述稳定器50至所述驱动头40的距离为7m至8m。优选地，所述稳定器50至所述第一壳体部60与所述第二壳体部70的连接处的距离为5.5m至6.5m。所述第一壳体部60的轴线与所述第二壳体部70的轴线之间的角度可以根据钻井的需要具体设定，所述角度一般较小，例如为1°至3°。具体地，本专利技术提供的螺杆钻具的所述角度的大小为1.5°。为了实现更稳定的支撑，优选地，所述稳定器50为螺旋稳定器50，即稳定器50的扶正块形成为螺旋形状。更优选地，可以在所述扶正块上蕴镶分布硬质合金块，以提高所述扶正块的耐磨强度。优选地，所述第一轴段35沿端部后退10～20mm开设螺纹，以与卡箍34螺纹连接，所述第二轴段36沿端部后退10～20mm开设螺纹，以与卡箍34螺纹连接。本专利技术第一轴段35和第二轴段36均为沿端部后退10～20mm再开设螺纹，与卡箍34螺纹连接，因此传动轴30强度更高。下面简要描述一下本专利技术的螺杆钻具的工作过程：在使用本专利技术的螺杆钻具进行直井段钻进时，首先启动泥浆泵（未示出），使螺杆钻具内外的泥浆流体循环起来，在泥浆流体作用力下，螺杆马达10启动，并通过万向轴20和传动轴30将旋转动力传递给钻头，使钻头旋转。然后启动地面转盘（未示出），使整个钻具（包括第一壳体部60和第二壳体部70旋转，从而形成转盘与螺杆马达10双驱复合钻进的效果，提高钻进效率。此时，第二壳体部70不能固定指向一个方向，而钻头的实际转速为螺杆转速和钻具转速之和。在此状态下，底部钟摆结构发挥降斜和防斜作用，以实现防斜打快的目的。当遇到高陡地层等异常地层，而螺杆钻具的钟摆力不能有效控制井斜时，可以停止转盘驱动，从而停止整个钻具的旋转，通过测量仪器调整第二壳体部70的方向，依靠螺杆马达10驱动钻进即滑动钻进将轨道的井斜按地面控制人员的意愿降下来，然后继续启动转盘恢复旋转钻进。通过上述技术方案，由于将稳定器50转移至远离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺杆钻具，包括依次连接的螺杆马达、万向轴、传动轴和用于驱动钻头的驱动头，其特征在于：还包括稳定器和远离所述驱动头的第一壳体部和靠近所述驱动头的第二壳体部，所述第一壳体部和所述第二壳体部连接，并且所述第一壳体部的轴线与所述第二壳体部的轴线成角度，所述稳定器设置在所述第一壳体部的外壁上，螺杆马达和万向轴容纳在第一壳体部中，传动轴容纳在第二壳体部中，所述传动轴包括包括第一轴、第二轴和轴壳，第一轴的右端与第二轴的左端经一卡箍连接，所述轴壳套设于第一轴右端、第二轴左端和卡箍上，所述第一轴右端设有沿轴向延伸的第一轴段，第二轴左端设有沿轴向延伸的第二轴段，所述卡箍一端与第一轴段螺纹连接，另一端与第二轴段螺纹连接。

【技术特征摘要】
1.一种螺杆钻具，包括依次连接的螺杆马达、万向轴、传动轴和用于驱动钻头的驱动头，其特征在于：还包括稳定器和远离所述驱动头的第一壳体部和靠近所述驱动头的第二壳体部，所述第一壳体部和所述第二壳体部连接，并且所述第一壳体部的轴线与所述第二壳体部的轴线成角度，所述稳定器设置在所述第一壳体部的外壁上，螺杆马达和万向轴容纳在第一壳体部中，传动轴容纳在第二壳体部中，所述传动轴包括包括第一轴、第二轴和轴壳，第一轴的右端与第二轴的左端经一卡箍连接，所述轴壳套设于第一轴右端、第二轴左端和卡箍上，所述第一轴右端设有沿轴向延伸的第一轴段，第二轴左端设有沿轴向延伸的第二轴段，所述卡箍一端与第一轴段螺纹连接，另一端与第二轴段螺纹连接。2.根据权利要求1所述的一种螺杆钻具，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶俊杰，徐永和，王涛，刘华文，
申请(专利权)人：盐城市新永佳石油机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32